Bidh catodes stèidhichte air silicon a’ bunailteachadh cheallan Li-S. Buaidh: barrachd air 2 chuairtean cosgais an àite grunn dhusan

Tha luchd-saidheans bho Institiud Saidheans agus Teicneòlais Daegu (DGIST, Korea a-Deas) air catod stèidhichte air silicon a leasachadh a thathar an dùil a sheasas ri barrachd air 2 chuairtean cosgais ann an ceallan Li-S. Bidh ceallan clasaigeach lithium-ion a’ cleachdadh sileacon fìor-ghlan anns na anodan gus a bhith a’ cur ri agus a’ cur an àite grafait mean air mhean. Bha silicon ocsaid air a chleachdadh an seo, agus chaidh silicon dà-ogsaid a chleachdadh anns a' chatod.

Cealla Li-S = anod lithium, catod sileacon dà-ogsaid le pronnasg

Thathas den bheachd gu bheil ceallan Li-S inntinneach air sgàth an dùmhlachd lùth àrd, cuideam agus cosgais saothrachaidh ìosal. Ach, cha do shoirbhich le duine fhathast dreach a chruthachadh a sheasadh ri còrr air grunn dhusan cearcall cosgais. Uile mar thoradh air lithium polysulfides (LiPS), a bhios a ’sgaoileadh anns an electrolyte aig àm sgaoileadh agus ag ath-fhreagairt leis an anod, a’ lughdachadh a comas agus, mar thoradh air sin, a ’sgrios a’ bhataraidh.

Tha e comasach gu bheil luchd-rannsachaidh Corea a Deas air fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas. An àite stuthan stèidhichte air carbon (leithid grafait), chleachd iad an catod. structar lamellar de silica mesoporous (POMS).

Tha an structar lamellar furasta a thuigsinn, fhad ‘s a tha mesoporosity a’ toirt iomradh air cruinneachadh pores (uamhan) ann an silica aig a bheil meud targaid, dùmhlachd areal agus sgapadh meud beag (stòr). Tha e rudeigin mar gum biodh tu a ’pògadh gu cunbhalach tro phlàtaichean faisg air làimh de sheòrsa de silicate gus criathar a dhèanamh.

Chleachd luchd-saidheans DGIST na tuill sin airson pronnasg a thasgadh annta (Figear a). Rè an leigeil a-mach, bidh an sulfa a ’sgaoileadh agus a’ cruthachadh polysulfides lithium (LiPS) le lithium. Mar sin, bidh an cosgais a ’sruthadh, ach tha an LiPS fhathast glaiste faisg air an catod mar thoradh air a’ bhàillidh gualain neo-mhìnichte a bharrachd (structar dubh, figear b).

Rè a bhith a ’cur cosgais, bidh LiPS a’ leigeil a-mach lithium, a thillear chun an anod lithium. Air an làimh eile, tha sulfa air a thionndadh gu silica. Gun aodion LiPS ris an anode, gun mhilleadh meatailt.

Bidh am bataraidh Li-S a chaidh a chruthachadh san dòigh seo a ’gleidheadh comas àrd agus seasmhachd airson barrachd air 2 chearcall obrach. Thathas den bheachd gu bheil co-dhiù 500-700 cearcall obrachaidh àbhaisteach airson ceallan Li-ion clasaigeach, ged a bu chòir a chur ris gum faod ceallan lithium-ion a tha air an deagh ghiullachd seasamh ri grunn mhìltean de chearcaill.